PROGETTAZIONE STRUTTURALE
DI EDIFICI IN CONGLOMERATO
CEMENTIZIO ARMATO
IN ZONA SISMICA
PROGETTO DI UNA STRUTTURA
INTELAIATA CON PARETI IN
CD”B”
MODULO E – ESEMPIO PROGETTUALE
Salerno, 18 febbraio 2010
Dott. Ing. CARMINE LIMA
Dipartimento di Ingegneria Civile
Università degli Studi di Salerno
e-mail: [email protected] – [email protected]
url: www.carminelima.spaces.live.com
Modulo 4 E
PROGETTODI UNA STRUTTURA INTELAIATA CON PARETI IN CD”B” – MODULO E - ESEMPIO PROGETTUALE
ORDINE DEGLI INGEGNERI DELLA PROVINCIA DI SALERNO
PROGETTAZIONE STRUTTURALE DI EDIFICI IN CONGLOMERATO
CEMENTIZIO ARMATO IN ZONA SISMICA
1. Modellazione Strutturale
i. Cenni Normativi
ii. Modellazione FEM
iii. Metodi di Analisi
iv. Modellazione in Edilus
2. Risultati dell’analisi
i. Modellazione Incastrata e con fondazioni
ii. Stato Fessurato o non Fessurato
iii. Analisi Dinamica e Statica
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Modellazione Strutturale
Cenni Normativi (§ 7.2.6)
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Modellazione Strutturale
Problemi di schematizzazione
Connessione Travi-Colonna
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Larghezza collaborante
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Modellazione Strutturale
Problemi di schematizzazione
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Modellazione Strutturale
Modellazione di Solai e Tamponature
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Modellazione Strutturale
Modellazione di Solai e Tamponature
• Per limitare le deformazioni anelastiche per forti sollecitazioni, i solai
devono essere in grado di trasmettere le forze tra diversi elementi
verticali: forze di calcolo amplificate del 30%.
• I solai rigidi nel proprio piano permettono di:
- ottenere adeguate ridistribuzioni degli sforzi tra gli elementi verticali;
- semplificazioni di calcolo.
• Se il diaframma non è infinitamente rigido deve essere modellato con la
sua reale rigidezza.
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Modellazione Strutturale
Valutazione della rigidezza del solaio
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Modellazione Strutturale
Influenza dei tamponamenti
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Modellazione Strutturale
Stato Fessurato
Negli edifici in cemento armato le azioni sismiche (reversibili) possono
causare fessurazioni più o meno accentuate negli edifici.
Validità dell’ipotesi di stato fessurato:
• Allo SLU, elevati fattori di struttura q permettono elevati spostamenti
sotto l’azione del sisma (con conseguenti fessurazioni);
• Allo SLD, alcuni elementi possono già essere fessurati (per effetto dei
carichi gravitazionali o di precedenti eventi sismici)
Si può considerare una significativa perdita di rigidezza (30-70%) già nelle fasi
iniziali del sisma
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Modellazione Strutturale
Stato Fessurato
• Libertà di considerare le sezioni fessurate o integre.
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Stato Fessurato
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Modellazione Strutturale
Stato Fessurato
• Libertà di considerare le sezioni fessurate o integre*** (par. 7.2.6)
Si può procedere in due modi alternativi:
- Riduzione del momento di inerzia delle sezioni in modo da ottenere un
momento di inerzia equivalente al variare del tipo di sezione (travi) e del
carico assiale (pilastri). Adatto in fase di progettazione.
- Relazioni di tipo sperimentali tra rigidezza e resistenza flessionale al variare
del carico assiale e della percentuale di armatura. Adatto in fase di verifica.
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Modellazione Strutturale
Stato Fessurato
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Modellazione Strutturale
Stato Fessurato
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Modellazione Strutturale
Modellazione della risposta non lineare
La risposta di tipo non lineare in una struttura dipende essenzialmente da
due fattori:
• NON LINEARITA’ DI TIPO GEOMETRICO
• NON LINEARITA’ DI TIPO MECCANICO
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Modellazione Strutturale
Non Linearità di tipo geometrica
Una struttura sotto azioni sismiche subisce in generale grandi deformazioni e
grandi spostamenti.
Il manifestarsi di significative deformazioni determina la perdita di validità
dell’ipotesi della teoria elastica lineare di poter considerare uguali la
configurazione iniziale e finale.
La presenza di non linearità geometrica implica che il modello strutturale non
rimane invariato durante l’analisi, ma si modifica in funzione delle
deformazioni intervenute.
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Modellazione Strutturale
Non Linearità di tipo geometrica
Effetti del 2° Ordine
•Configurazione indeformata e
deformata coincidenti
- Il carico verticale V produce
un’azione assiale
- La forza orizzontale H produce
un momento alla base pari a
M=H•h
•Configurazione indeformata e
deformata NON coincidenti
- Il carico verticale V produce
un’azione assiale, ma contribuisce
anche al taglio ed al momento
M=H•h+V•δ
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Modellazione Strutturale
Non Linearità di tipo geometrica
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Modellazione Strutturale
Modellazione FEM
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Travi e pilastri: elementi asta a 2 nodi
j
y
x
i
Pareti: elementi shell
NO
OK
4
1
3
2
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Modellazione Strutturale
Metodi di Analisi (§ 7.3)
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= 3.6
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Modellazione Strutturale
Metodi di Analisi (§ 7.3) : Analisi Dinamica Lineare
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Modellazione Strutturale
Metodi di Analisi (§ 7.3) : Analisi Statica Lineare
H = 28.8 m
= 0.622 sec
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Modellazione Strutturale
Metodi di Analisi (§ 7.3) : Analisi Statica Lineare
modale
Sd(T) = 0.148 g
T = 0.66 sec
T = 0.62 sec
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Modellazione Strutturale
Metodi di Analisi (§ 7.3) : Analisi Statica Lineare
= 2692.24 kN
Masse associate al sisma
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Modellazione della sola parete, il programma in automatico in
fase di calcolo genera le sezioni confinate di estremità.
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Risultati dell’Analisi
Modellazione Tridimensionale Incastrata alla base
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Modellazione Strutturale
Modellazione Tridimensionale con fondazione
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Modellazione Strutturale
Analisi Modale: Modo 1
Modellazione con fondazione
Modo 1:T = 0.660 s
Modellazione incastrata alla base
Modo 1:T = 0.525 s
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ORDINE DEGLI INGEGNERI DELLA PROVINCIA DI SALERNO
Modellazione Strutturale
Analisi Modale: Modo 2
Modellazione con fondazione
Modo 2:T = 0.450 s
Modellazione incastrata alla base
Modo 2:T = 0.390 s
18 febbraio 2010
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Modellazione Strutturale
Analisi Modale: Modo 3
Modellazione con fondazione
Modo 3:T = 0.396 s
Modellazione incastrata alla base
Modo 3:T = 0.341 s
18 febbraio 2010
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Modellazione Strutturale
Modellazione a sezioni fessurate o non fessurate
Considerare un’inerzia degli elementi al 50% equivale ad eseguire un calcolo con
modulo elastico del materiale ridotto al 50%
Elementi non Fessurati
Elementi non Fessurati
Ec,calc = Ec
Ec,calc = 50% Ec
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Confronti
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Confronto Periodo di Vibrazione
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Confronto Tagliante allo SLV
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Confronto Spostamento allo SLD
18 febbraio 2010
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CEMENTIZIO ARMATO IN ZONA SISMICA
Dir. X
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Confronto Spostamento allo SLD
Dir.Y
Risultante
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NTC 2008 – Par. 4.1.1.1
Analisi elastica lineare
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